[實用新型]一種基于線結構光折射成像的透明體三維輪廓檢測系統

有效

• 申請號: 201420024477.9
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN203642884U
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 趙治軍;袁雷;曹曉娜;劉長鶴;劉鴻鵬
• 申請（專利權）人: 唐山英萊科技有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及透明材料檢測領域，具體為一種基于線結構光折射成像的透明體三維輪廓檢測系統。

背景技術

在光學材料加工領域，常常需要對透明體材料，如玻璃等的輪廓進行測量，以獲得其截面尺寸和體積等信息，采用常規的人工測量手段效率低下，且只能進行單個尺寸參數的測量。光學測量手段具有效率高，容易實現計算機自動化等特點，在非透明材料的輪廓檢測中得到了大量應用，但因透明材料對光的透射作用，采用常規的方法難以實現對透明材料輪廓檢測。

實用新型內容

針對上述現有技術的缺點，本實用新型提供一種簡單方便可以實現對透明材料輪廓檢測的基于線結構光折射成像檢測系統。

本實用新型解決上述技術問題采用以下技術方案：一種基于線結構光折射成像的透明體三維輪廓檢測系統，包括成像裝置和與其連接的圖像控制器，在所述成像裝置一側沿豎直方向固定設置光源發生裝置，在所述光源發生裝置下方設置有光接收板，所述成像裝置光軸與所述光源發生裝置光軸成一傾斜角，所述光源發生裝置射出的光線先穿透放在光接收板上的被測透明材料，并在光接收板上形成光斑，所述光斑再經所述被測透明材料折射后進入所述成像裝置成像，成像裝置將成出的像傳送給所述圖像控制器，圖像控制器將收到的像處理后根據像點的偏折量計算出透明材料的厚度。

作為優選，所述成像裝置為CCD相機或CMOS相機。

作為優選，所述成像裝置光軸與所述光源發生裝置光軸成一傾斜角大于25度。

作為優選，光源發生裝置的結構光為一字線激光。

本實用新型與現有技術相比具有如下優點：通過結構光穿透透明體，利用折射后所成的虛像的位置偏移實現透明體輪廓的檢測；所采用結構光為一字線激光，其投射方式為垂直透明體表面投射，方便測量和計算；在透明體另一側，放置光接收板，使得線結構光穿透透明體后形成一個明亮的線型光斑，該光斑易于經透明體折射后進入成像裝置成像；成像裝置光軸為傾斜，其光軸和光源光軸呈一夾角，夾角大于25°時可獲得較好的檢測結果；該檢查系統克服了現有技術的不足實現了對透明體輪廓的檢測。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示及實施例，進一步闡述本實用新型。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

參考圖1，本實用新型實施例提供一種基于線結構光折射成像的透明體三維輪廓檢測系統，包括成像裝置1和與其連接的圖像控制器4，所述成像裝置1為CCD相機或CMOS相機，在所述成像裝置1一側沿豎直方向固定設置光源發生裝置2，光源發生裝置2的結構光為一字線激光，在所述光源發生裝置2下方設置有光接收板3，所述成像裝置光軸與所述光源發生裝置光軸成一傾斜角α，α優選大于25度，所述光源發生裝置2射出的光線01先穿透放在光接收板3上的被測透明材料5，并在光接收板3上形成光斑P，所述光斑P反射出與豎直方向成θ角度的光線02再經所述被測透明材料5折射后得到光線03，光線03與豎直方向的夾角為γ，光線03再進入所述成像裝置1成像，成像裝置1將成出的像傳送給所述圖像控制器4，圖像控制器4將收到的像處理后根據像點的偏折量計算出透明材料的厚度d,當光源為線結構光時，所形成的光斑為線光斑，可實現對透明材料一個截面輪廓的測量。

在本實用新型中，先將待測透明材料放在光接收板上，打開光源發生裝置射出一字線激光，該激光穿透明材料在光接收板上形成一個線型的光斑P，光斑P反射出與豎直方向成θ角度的光線再經所述被測透明材料折射后得到的光線與豎直方向的夾角為γ，調整成像裝置光軸與光源發生裝置光軸的傾斜角，經透明材料折射后的光線再進入所述成像裝置成像，成像裝置將成出的像傳送給所述圖像控制器，圖像控制器將收到的像處理后根據像點的偏折量計算出透明材料的厚度。首先以P點為原點建立坐標系Oxyz，原點O即為P點，Oy軸線沿著光斑線垂直紙面向內，Oz沿著光源光軸向上，Ox沿著水平向右，則在光斑線上一點P(0,y,0)以角度為θ的漫反射光，經透明材料界面折射后，以折射角度為β進入成像裝置成像，設透明材料在P點的厚度為d,?則像點Q坐標為：：

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